选择合适的 CDMO,实现 mRNA 的成功:CDMO 必备的五大特征

September 07, 2022 作者Vincenza Pironti(阅读时长阅读时间:7分钟)

分类|先进疗法


在新冠疫情肆虐全球期间,mRNA 技术的应用前景已经得到了充分的证实,新冠疫苗以前所未有的速度上市使用。医药合同定制研发生产企业 (CDMO) 在新冠疫情期间发挥的重要作用将对其与制药公司间的关系产生持久的影响。CDMO 如果拥有在新冠疫情期间进行 mRNA 疫苗开发、生产以及供应链物流相关的经验,对制药合作伙伴来讲特别具有吸引力。CDMO 在新冠疫情期间摸索出来的经验教会了 CDMO 如何为制药公司提供最大程度的帮助,让其可以竭心尽力开发并交付患者所需的药物。

当新冠疫情进入到地区性流行阶段时,需要注意什么?

在新冠疫情大流行期间,随着新冠疫苗和治疗药物在全球范围内的广泛使用,全球对 CDMO 服务的需求也在急剧增加,同时 CDMO 与制药公司的关系也飞速迎来了“蜜月期”。在后疫情时代,最佳的制药公司与 CDMO 关系将呈现出以下五个关键性的特征:

  1. 互为战略合作伙伴关系,CDMO 充分利用其专业知识、技术和资源,深入探究制药公司的供应链以及其面临的生产风险,最终形成可以弥补差距的独具特色的能力。这有助于推动合作模式的构建,并且可以为 CDMO 发挥更核心的作用创造新机会。
  2. 高质量标准,经过审核验证。CDMO 绝对不会追求速度而不顾质量,始终严格坚持高标准,绝对不会有丝毫懈怠,并且利用新冠疫苗生产经验为制药合作伙伴提供灵活的业务服务。
  3. 对供需变化有超强的应对能力,确保 CDMO 可以持续为制药公司提供增值服务,并且可以顺利应对不断变化的市场情况。在新冠疫情大流行之前,制药公司与 CDMO 的关系主要是交易性的。当制药公司需要其他的能力或需要使用某项新技术时,CDMO 就会参与制药公司的项目,通常向制药公司提供收费服务,或者是以基于项目的合同模式提供服务。新冠疫情的大流行极大地改变了这一情况。
  4. 必要时采用本地供应策略,比如在疫情大流行期间,各政府和非政府组织 (NGO) 出资开发和生产新的新冠疫苗和治疗药物。为了在未来有更好的发展,CDMO 需要对自身的实力以及客户的薄弱项有一个详细的了解。这就意味着要根据潜在供应链中断、地缘政治考虑因素和竞争环境来评估制药公司的能力需求。CDMO 还需要对能力规划持有前瞻性的看法。
  5. 提供多种类型的服务,CDMO 可以通过全面的服务解决方案(如从原料药供应到最终分发)推动 mRNA 疫苗的开发,确保向制药合作伙伴提供内部科学技术、专业的制造与物流服务,而且可以保证严格受控的流程、方便协调的工厂网络和高级的质量监督等具备可靠性。

新冠疫情期间应对的多种挑战

mRNA 疫苗从实验室推进到临床阶段需要独特的解决方案来应对复杂且不断变化的各种挑战。新冠疫情期间对快速缩短疫苗开发进程的迫切需要促使疫苗开发的速度空前提高,而且疫苗处方、开发规划和供应链物流等方面出现了前所未有的创新。若要更好地满足对深厚技术专长和及时能力的需求,就需要成熟的供应商网络和工厂来协调快速成功的工艺放大流程。

制药公司与 CDMO 伙伴之间开展战略合作,可以推进项目发展,而选择的 CDMO 战略伙伴要能够提供端到端的支持服务,包括具备 mRNA 制造能力、核苷酸和酶的原材料供应、细胞库构建、质粒制造、通过体外转录合成 mRNA、脂质纳米颗粒封装、灌封,以及包装和运输服务。CDMO 通过提供全面的服务解决方案,可以确保向制药合作伙伴提供内部科学技术、专业的制造与物流服务,而且可以保证严格受控的流程、方便协调的工厂网络和高级的质量监督等具备可靠性。

mRNA 疫苗成功的关键因素

为了更好地应对 mRNA 疫苗开发和供应的挑战,制药公司应该寻找一家合适的 CDMO 伙伴,标准如下:

  • 了解 mRNA 疫苗开发的独特属性
  • 优先考虑制造能力的灵活性,以便适应不断变化的临床要求
  • 对全球疫苗供应链的影响以及应对策略有深刻的了解
  • 迎接新技术的进步并将数字化作为未来发展的下一步战略
  • 确定综合性的解决方案,可以适应 mRNA 疫苗开发的每个阶段的需求 

原材料方面的一个关键性挑战就是需要根据人用药品监管指南来保证原材料的安全性和纯度。原材料必须不含动物源性物质和 β-内酰胺类抗生素,由此才能规避传染性疾病或病毒药剂的风险以及过敏反应和其他副作用的风险。通过生物负载测定和内毒素试验以及通过使用受控环境、成熟的质量体系和多种质量控制测试,可以保证原材料的纯度。

项目获得整体成功需要选择合适质量等级的试剂,确定相应的试验,从而监测每种中间体的质量,并且选择最合适的处方,其中可能包括脂质纳米颗粒生产。这可以确保实现工业界和全球监管机构等所要求的批次间的一致性。

为了应对这一关键性的挑战,赛默飞推出了面向 mRNA 生产的 TheraPure 和 TheraPure Plus 解决方案。这些解决方案旨在通过一系列限制性内切酶、体外转录酶、核苷酸和封盖解决方案,加速推进 mRNA 疫苗和治疗药物从临床前开发到商业化生产,从而满足关键工艺、规模、质量和监管需求。这些原材料由拥有完备记录的质量体系的工厂精心制造,这些质量体系由经认证的注册机构进行审核,并按照 GMP 原则进行生产。

在过去的一年里,由于 mRNA 供应链不够成熟,疫苗生产面临着各种挑战。mRNA 疫苗行业正从数千剂向数十亿剂的生产规模发展,而这种规模的工艺放大会给所有的体系造成很大的压力。主要经销商正在努力与供应商合作,生产脂质、酶和纯化用树脂等原材料并扩大生产规模。目前,供应对于所有的疫苗研发模式来说都是一个挑战,包括像试管或过滤器之类的简单部件。

赛默飞正在迅速提高其树脂生产能力,提高现有工厂的产能,并且加速建设一个全新的工厂,使总体产量翻一番,以期更好地为这一领域的客户提供服务。2020 年,我们在立陶宛的维尔纽斯新建了一个工厂,用于以工业规模生产一次性技术设备。我们拓展了几家美国工厂生产 mRNA 合成所用试剂的产能,目的是确保供应稳定,不同大洲的多家工厂均可供货。

另一个挑战是需要熟练技术人员。每种疫苗的开发、生产和测试都是由技术娴熟的人员进行的。选择足够数量的熟练技术人员快速投身于制造、分析、制造科学和技术 (MST)、技术转移、化学、制造与控制 (CMC),这始终是一种挑战。与制药公司的合作伙伴应包括跨职能团队,其中包括原材料开发商、工艺设备供应商、分析专家、处方研究人员、临床研究负责人和质量合规顾问。

产能一直是 DNA 和质粒生产的主要障碍,DNA 和质粒生产主要通过发酵(通常使用大肠杆菌)进行。套件专用是一个十分值得关注的问题,因为一个套件在培养哺乳动物细胞的同时执行发酵工艺流程,这将会出现交叉感染的风险。总的来说,质粒生产过程简单明了,首先是发酵,然后是收获/裂解/浓缩,再是纯化和处方。质粒生产通常使用的是容量低于 100 升的发酵罐,柱相对较小,容量最大不超过 20 升。如果客户自己有受控洁净空间可以自行生产质粒,我们为其提供 Gibco™ 发酵培养基、一次性发酵罐、POROS™ 阴离子交换树脂和疏水性树脂。

mRNA 疫苗开发:不断变化且将持续存在

自新冠疫情大流行开始以来,mRNA 相关的临床开发已迅速转向传染病疫苗的开发,目前有 200 多项正在进行的研究获得了行业赞助(图 1 和 2)。多项后期临床试验正在进行中,对该平台技术有了更广泛的理解。然而,尽管 mRNA 疫苗给药量已经达到数亿剂次,但是 mRNA 技术仍然处于新兴发展阶段,一共申报了 218 个项目,其中 75%(164 项)仍处于临床前开发阶段。莫德纳 (Moderna) 和 BioNTech 生产的两种疫苗充分说明了针对 SARS-CoV-2 的 mRNA 技术的所有临床经验和验证。目前临床试验阶段的 mRNA 项目主要涉及传染病和肿瘤学,重点是疫苗而不是治疗药物。

图 1:正在进行的涉及 mRNA 的行业研究,按治疗领域划分
来源:Trialtrove(2022 年 5 月)

图 2: 按起始年份划分的涉及 mRNA 的行业研究
来源:Trialtrove(2022 年 5 月)

正在开发的平台表明第一代产品已经超出了预期。与传统平台相比,mRNA 平台在以下方面表现出明显的优势:灵活应对新冠疫情大流行、开发速度快且成功率高、临床表现的竞争力强、可以成功进行生产工艺放大,以及具备快速修饰抗原序列的适应性等。

加速开发基于 mRNA 的方法就需要合作,2013 年成立的研发联盟是为了更好地推动 mRNA 技术的发展。与新冠相关的研发进展也促成了最近的重大交易活动,包括建立广泛的研发联盟,这些联盟正在为制造和商业化合作做出努力。这些投资活动将在发掘非疫情时期的机会和下一代平台改进方面产生广泛的影响。

借研发联盟之力开发出的疫苗与候选药物的销售潜力显然是建立广泛研发联盟的一个主要驱动力。收益创新高可以进行长期的平台投资,新冠疫苗预计将成为有史以来最畅销的药品之一。由于各国政府都表示倾向于使用 mRNA 技术来完成初始疫苗项目和进行加强针注射应对新冠疫情的地区性流行,因此新冠疫苗销售是一种长期的需求。

未来的开发工作可能会弥补一些竞争劣势,提高在非疫情时期的竞争力。这方面的例子包括:第二代多价疫苗、具备热稳定性的冻干药品、可以产生较低有效剂量或减少对加强针需求的自我扩增的 mRNA,以及新冠疫情过后可能存在的过剩生产力。

放眼未来,这项前景广阔的技术将以新冠疫苗的成功为基础继续开拓多种尚待发现的领域。改善 mRNA 平台和提高生产能力需要进行大量的合作,而这已经释放了巨大的商业化潜力并创下了历史最高收益。投资活动将在发掘非疫情时期的机会和下一代平台改进方面产生广泛的影响。除了应对新冠之外,mRNA 技术的应用领域还包括如下几个方面:

放眼未来,这项前景广阔的技术将以新冠疫苗的成功为基础继续开拓多种尚待发现的领域。改善 mRNA 平台和提高生产能力需要进行大量的合作,而这已经释放了巨大的商业化潜力并创下了历史最高收益。投资活动将在发掘非疫情时期的机会和下一代平台改进方面产生广泛的影响。除了应对新冠之外,mRNA 技术的应用领域还包括如下几个方面:

  • 针对其他传染病的疫苗:
  • 非疫苗治疗药物
  • 癌症疫苗

CDMO 如果在新冠疫情流行期间,积累了应对材料短缺和运输停滞等特殊情况的经验,则特别适合引领二代 mRNA 疫苗和治疗药物的简化疫苗开发和生产过程。

View references
1. https://www.patheon.com/resource-library/whitepapers/mrna-vaccine-development-key-insights-for-planning-workflow-and-supply-chain-success/
2. https://www.thermofisher.com/us/en/home/industrial/pharma-biopharma/nucleic-acid-therapeutic-development-solutions/mrna-therapeutic-resources/mrna-synthesis-reagents.html
3. https://www.thermofisher.com/us/en/home/brands/gibco.html
4. https://www.thermofisher.com/us/en/home/life-science/bioproduction/single-use-bioprocessing/single-use-equipment/single-use-fermentor.html